CIENCIAS BASICAS REQUERIDAS EN LA ENSEEAKZA DE LA INGENIERIA SANITARIA*
JOHN C. GEYER
Profesor de Ingeniería Sanitaria, Universidad Johns Hopicins, Baltimore, Md. Consultor de la OJicina Sanitaria Panamericana, Zona VZ
Los ingenieros sanitarios suelen decir de sí mismos que son “aprendices de todo”, pero rara vez añaden “y maestros de nada”, completando así el dicho popular. Ninguna otra especialidad de ingeniería requiere una base de todas las ciencias físicas y biológicas en la misma medida que la ingeniería sani- taria. Se trata de un campo donde el estu- diante no tiene ocasión de lamentar que se le obligue a aprender cosas que carecen de aplicación en su carrera. Dado que abarca todas las ciencias fundamentales, las exi- gencias educativas, en lo tocante a dichas ciencias, ~610 pueden establecerse en función de prioridad y de grado de import,ancia rela- tiva. Además, puesto que tales exigencias tienen que ser atendidas en programas de estudios aceptables y de duración limitada en las instituciones regulares de enseñanza, en modo alguno existe libertad de acción cuando se trata de establecer los requisitos relativos a las ciencias básicas.
Antes de tratar de las ciencias básicas, es conveniente, a fin de lograr una perspectiva adecuada, referirse a ciertas materias funda- mentales. Una persona puede ser culta sin haber adquirido un conocimiento de las ciencias básicas superior al que se requiere en una conversación corriente. También es posible, aunque no probable, que una persona sea inculta aun poseyendo un profundo cono- cimiento de las ciencias. Esto se debe a que el carácter, la personalidad y filosofía de la vida, unidos a la capacidad de tratar con las personas y de discutir con ellas en forma inteligente y estimulante materias de reli- gibn, literatura, música, arte, política, histo- ria, idiomas, psicología, relaciones interna- cionales, deportes y muchos otros temas,
* Trabajo presentado en el V Congreso de la Asociación Interamericana de Ingenierfa Sanita- ria (AIDIS), Lima, Perú, 19-25 de marzo de 1956.
dan la talla de una persona culta. El cono- cimiento de las ciencias básicas puede consti- tuir un factor importante, pero no indis- pensable, de la educación.
Pasando por un momento a otras consi- deraciones más fundamentales, todo cono- cimiento y toda actividad cultural se basan en la capacidad humana de pensar y comu- nicar sus pensamientos, y en ambos casos se hace uso del idioma. Por lo tanto, la capaci- dad de saber y utilizar un idioma representa la mayor y más importante ventaja que puede tener una persona culta. Los inge- nieros en general y los de Estados Unidos en particular, no se distinguen por su habili- dad para hablar y escribir su propio idioma. Sus profesores sospechan, con frecuencia, que algunos tienen también dificultad de com- prender la palabra hablada y la escrita. No se debe sacrificar en aras del conocimiento de la ciencia y de la técnica la capacidad de leer, hablar, escribir y comprender con clari- dad.
En esta época de las ciencias, o mejor dicho, en esta época en que la palabra “cien- cia” está en auge, resulta difícil enumerar las ciencias básicas. Las ciencias se pueden clasificar en físicas, biológicas, naturales, sociales y así sucesivamente. Estas amplias agrupaciones abarcan numerosas especiali- dades de origen reciente, que no llenan los requisitos de ‘Lbásicas”. Por lo tanto, limi- taremos la discusión de las ciencias básicas que se deben enseñar en la carrera de inge- niería sanitaria, a cuatro ramas clásicas: ma- temáticas, física, química y biología. Se tratará de lo que se requiere de cada una de ellas teniendo en cuenta lo que se puede ense- ñar en cinco o seis años de preparaciiin. Parte de este plan de estudios puede consistir, y en los Estados Unidos consiste, en estudios de especialización. La divisi6n de temas en
,
Diciembre 19561 LAS CIENCIAS BASICAS EX LA INGENIERIA SANITARIA 519
c
los programas para graduados y programas para no graduados, no es cuestión de gran importancia. En todo caso, esto se determi- nará de conformidad con los estudios de los no graduados, puesto que los ingenieros sanitarios provienen frecuentemente de los
campos de la ingeniería química y mecánica, así como también de la ingeniería civil. A este respecto, se considera que todo inge- niero sanitario debe estudiar una de las principales ramas de la profesión de inge- niería y mantenerse profesionalmente aso- ciado con ella durante toda su vida. En los Estados Unidos esto significa una asociación ,con una de las cuatro “Sociedades funda- doras” de ingeniería: civil, mecánica, quí- mica 0 eléctrica.
Volvamos ahora a las ciencias básicas. Matemáticas
A un perfecto conocimiento del álgebra fundamental se debe agregar la capacidad de valerse de la trigonometría y las geome- trías. Estos elementos de matemáticas se deben adquirir antes de ingresar en la uni- versidad, y si esto no es posible, tan pronto como sea posible después de haber ingresado. Se debe empezar el estudio del cálculo di- ferencial durante la segunda parte del primer año y en todo caso, a más tardar, al comen- zar el segundo año. Hacia el primer semestre del tercer año, y preferiblemente durante el segundo año, el ingeniero debe estudiar ecua- ciones diferenciales. La determinación del momento más oportuno para estos estudios de matemáticas es de la mayor importancia, puesto que proporcionan los instrumentos utilizados para atacar la mayoría de los problemas planteados en las otras ciencias.
Desgraciadament,e muchas materias bási- cas del plan de estudios de la ingeniería se enseñan antes de que el estudiante haya adquirido la preparación matemática ne- cesaria para comprenderlas plenamente. Como consecuencia de ello, los primeros cursos de física y sus derivados, y de química, se enfocan generalmente hacia sus aplica- ciones y problemas específicos, más bien que hacia la expresión matemática de sus leyes
generales. El estudiante aprende así a seguir la solución dada por otros a un problema determinado y a resolver problemas seme- jantes, pero rara vez adquiere la capacidad de deducir soluciones específicas partiendo de leyes generales. Sin esta facultad es difícil, si no imposible, enfrentarse con nuevos tipos de problemas. Y sin este profundo entendi- miento de las leyes naturales es posible que no llegue a apreciar jamás la unidad de la naturaleza.
Los cursos de matemáticas para ingenieros con mucha frecuencia hacen hincapié en demostraciones y manipulaciones, y no dan la debida importancia al idioma y a la filo- sofía de las matemáticas. En el campo de las ecuaciones diferenciales, por ejemplo, la mayoría de los ingenieros sanitarios consi- deran posible retener solamente la capacidad de resolver las ecuaciones más simples. Esto no tiene importancia, sin embargo, siempre que adquieran y conserven la capacidad de interpretar el significado de complejas rela- ciones y de formular las ecuaciones diferen- ciales que traducen dichas relaciones en términos matemáticos. Los matemáticos ayudan gustosos a los ingenieros a resolver complejas ecuaciones.
Muchos de los fenómenos naturales con que se enfrenta el ingeniero sanitario sólo pueden estudiarse mediante la aplicación de métodos estadísticos. Lo que se necesita es la capacidad de pensar e interpretar en términos estadísticos, más bien que la capa- cidad de demostrar la validez matemática de ecuaciones complejas.
520 BOLETIN DE LA OFICINA SANITARIA PANAMERICANA
físico en cuanto a representación fiel. Los fenómenos que se encuentran en ingeniería son demasiado complejos.
Se puede mejorar la preparación del inge- niero en matemáticas mediante un curso de análisis matemático que, con ejemplos de los diversos campos de la ingeniería, estudie (a) la integridad y validez de las suposiciones fundamentales; (b) métodos de expresar los problemas en términos matemáticos; (c) medios de lograr soluciones, y (d) interpre- tación y evaluación de los resultados ana- líticos.
Requisitos de Fisica
Muchos de los cursos fundamentales dados en los departamentos de ingeniería son, en realidad, cursos de especialización en física aplicada, como por ejemplo, sobre electrici- dad, mécanica y calor. Por consiguiente al tratar de los requisitos de física se debe determinar, en primer lugar, qué cursos se denominarán de física y qué otros recibirán el nombre de ingeniería. Se puede hacer una divisiún razonable clasificando como física todas aquellas materias en que predomina la teoría fundamental, y como ingeniería todas aquellas en que predomina la práctica. En esa forma, las tres materias anteriormente citadas se considerarán como física (en reali- dad resultaría conveniente que su enseñanza estuviera a cargo de un departamento de física) ; y lo cursos sobre potencia electro- motriz, diseño de máquinas, abastecimiento de aguas y estructuras se considerarán como ingeniería. Desde luego, no existe una clara separación entre ambos aspectos. Los estu- dios avanzados de asuntos de ingeniería conducen generalmente al estudiant,e hacia un estudio más profundo de consideraciones puramente matemáticas y físicas.
El adiestramiento básico del ingeniero sanitario debe incluir, pues, un curso de física general seguido de un curso especiali- zado en (a) mecánica de los líquidos y los sólidos (incluso suelos), (b) electricidad, y (c) calor o termodinámica. Si hay tiempo para ello, se debe agregar un curso de física atómica encaminado a familiarizar al inge-
niero con las teorías c ideas modernas en este campo. No se debe suponer, sin embargo, que este curso será de utilidad inmediata para resolver los problemas planteados por la eliminación de los desechos radiactivos. Permitirá, sin embargo, comprender el de- senvolvimiento de los principios que han llevado a la creacibn de talcs desechos. &uZmica
Un año de química general resulta insufi- ciente a todas luces para un ingeniero sani- tario. Sin embargo, en muchas escuelas nor- teamericanas esta es toda la química que el ingeniero estudia. Lo que se necesita es un buen curso de química inorgánica general, incluso algo de análisis cualitativo y cuanti- tativo, seguido de cierta preparación en quí- mica orgánica y en físico-química.
Los cursos de química enseñados en la mayoría de las universidades están dedicados a los químicos y a los ingenieros químicos. Esto plantea un problema porque la serie ordinaria de cursos de química exige más tiempo del que el ingeniero sanitario puede dedicar a esta ciencia básica. Por lo tanto, estudia un curso de química general y, en algunas escuelas, también un curso de aná- lisis cuantitativo. Esta situación explica el hecho de que en los Estados Unidos se dé gran atención a la qufmica en la mayoría de los programas de especializacibn de inge- nieros sanitarios.
Quizás la solución consista en establecer un segundo curso especial de química, conce- bido para los estudiantes de ciencias y de ingeniería que no se especializan en qufmica. Un curso que comprendiera tanto los funda- mentos de la química orgánica como de la físico-química sería de gran utilidad, aunque no respondiese a las ideas tradicionales en cuanto al contenido de un curso de esas materias. Tengo la seguridad de que sienten la necesidad de este curso todos los inge- nieros que se encuentran tan desorientados como yo por los deslumbrantes y descriptivos nombres químicos, tales como dicloro-difenil- tricloroetano.
Diciembre 19561 LAS CIENCIAS BASICAS EN LA INGENIERIS SANITARIA 521
Biologia
El encontrar el tiempo requerido para el estudio de los fundamentos de la biología es
Al discutir 10s estudios que, en materia
más difícil aún en el caso del ingeniero sanita-
de ciencias básicas, son necesarios en inge- rio, que el encontrarlo para el estudio de la 1 niería sanitaria, no se debe perder de vist,a química. Los primeros cursos ofrecidos en a importancia de una buena educación ge- las universidades exigen demasiadas horas, neral, ni los beneficios que, tanto para el indi- abarcan un campo demasiado amplio y viduo como para la profesión, representa la generalmente no insisten gran cosa en aque- capacidad de hablar y escribir perfectamente. llos aspectos particulares de la biología que El ingeniero tiene mucho que aprender, más interesan a los ingenieros sanitarios. No aparte de las ciencias básicas y los temas parece existir otro remedio a esta situación propios de la ingeniería. No hemos citado la que la enseñanza de cursos de microbiología geología, la geografía, la antropología, 0 y de bacteriología especialmente planeados. economía. El estudio de cualquiera de ellas Todos los buenos planes de estudio de inge- o de todas resultaría muy conveniente para niería sanitaria contienen estos cursos, que, la vida profesional y cultural del ingeneiro por fortuna, suelen hallarse a cargo de biólo- sanitario.
gos. Las cuatro ciencias : matemáticas, física,
La biología ocupa una posición única en química y biología, sirven de apoyo a la la ingeniería sanitaria. Es una ciencia básica ingeniería sanitaria. El adiestramient,o en de la que basta un conocimiento somero las cuatro es necesario, tarde o temprano, en para la mayoría de las actividades ordina- la profesión del ingkniero.
rias. Tal vez muchos ingenieros sanitarios Los educadores y las empresas consideran prominentes no han estudiado jamás a fondo
la biología. Sin embargo, en lo que se refiere
